Szintetikus emberi genom: miért fontos
Tartalomjegyzék:
- Az emberi genom négy kémiai alegységből áll - nukleotidok -, amelyek DNS és génjeink genetikai kódját alkotják.
- E baktériumok.coli
- Az őssejtek a betegség kezelésére dolgoznak, mert gyorsan szaporodhatnak. De ez egyben a rákos sejtek tulajdonsága is. Az őssejtterápiára vonatkozó egyik legfontosabb aggodalom az, hogy az őssejtek rákosodnak.
- A 10 éves projekt összköltsége valószínűleg hatalmas lesz, de a csoport arra számít, hogy kevesebbet költ, mint az első emberi genomprojektre fordított 3 milliárd dollár.
Olyan ez, mint a tudományos fantasztika.
Indítsa el a számítógépet. Válassza ki a kívánt tulajdonságokat - talán barna szemeket vagy zenei képességet vagy rákkal szembeni ellenállást.
AdvertisementMirdetésÉs nyomja meg az indítást.
Egy gép a laborodban elkezdi összeilleszteni a DNS kémiai építőköveit.
Végül, megvan az egész genetikai kód - vagy a genom -, hogy létre kell hozni egy embert tervezett a pontos specifikációkat.
Egyes kritikusok aggódnak, hogy ez a technológia tervező babákhoz vagy genetikai szupranakhoz vezethet.AdvertisementMirdetés
De a kutatócsoport azt mondja, hogy tervei kevésbé fantasztikusak, bár ugyanúgy, mint a géntechnológia területén változó játék.Az emberi gén írása olcsóbbá
Az emberi genom négy kémiai alegységből áll - nukleotidok -, amelyek DNS és génjeink genetikai kódját alkotják.
A nukleotidok specifikus sorrendje határozza meg a testünk megjelenését és működését - bár a környezeti feltételek is hatással vannak.
A genetikai kód variációi olyan betegségekhez vezethetnek, mint a Tay-Sachs-kór, a cisztás fibrózis és még a színvakság. A genom ezen részeinek módosítása meg tudja gyógyítani ezeket a betegségeket.
Ezt baktériumokkal, vírusokkal és élesztőkkel végezték. És még rövidebb emberi DNS-darabok is.
De nem elég gyors vagy elég olcsó ahhoz, hogy szintetizálhassuk az egész emberi genomot alkotó 3 milliárd bázispárat.
Advertisement
A kutatók remélik, hogy az új projekt ugyanolyan technológiai lendületet ad az "írás" DNS-nek, amelyet az emberi genetikai projekt "genetikai struktúrájának" olvasására tett.
"A HGP-write elsődleges célja, hogy 10 év alatt több mint 1 000-szeresére csökkentsük a nagyméretű (0,1-1 milliárd bázispár) genomok mérséklésének és tesztelésének költségeit a sejtvonalakban" - írta a csoport Június 2-án a Science folyóiratban.AdvertisementMagyarázat
Ez magában foglalja nemcsak az emberi genomot, hanem a mezőgazdaság, a közegészségügy és az orvosi alkalmazások szempontjából fontos egyéb szervezeteket is.
Tudjon meg többet: A tudósok mostantól szerkeszthetik a genom egy-egy betűjét »Kihívások a munkához
A projekt megvalósításának egyik kihívása az, hogy a genomot vagy a genom részévé válik, egy gazdasejtbe. Ez a gazda lehet emlőssejt vagy más szervezet, például a
E baktériumok.coli
. Reklám A genom építése a karcolásoktól is nagyon különbözik egy létező genom módosításától, ami most már olyan technológiákkal is megoldható, mint a CRISPR / Cas9.
A tudósoknak meg kell tervezniük a genomot, hogy megtartsák a sejtet rendesen. Ez segíthet számítógépes szoftver használatával. A projekt egyik fő szereplője az Autodesk számítógépes szoftvercég. De még fontosabb, hogy jobban meg kell érteni, hogy mi a genom minden része, és a tudósok éppen kezdik megkarcolni a felületet.A csoport azonban azt reméli, hogy a "learning by building" megközelítés segíti őket abban, hogy előrelépést érjenek el ezen a területen.
"Tudod, hogy minden alkatrésznek szüksége van [kromoszómához], tehát vegye ezeket a részeket és újjáépítse. Ha működik, úgy látja, hogy igaza volt "- mondta Torsten Waldminghaus Ph. D., a németországi LOEWE Center for Synthetic Microbiology németországi szintetikus mikrobiológusa.
Amint az első Human Genome Project-vel történt, új módszereket kell fejleszteni az út során, hogy gyorsítsák fel az írási folyamatot. És olcsóbbá tenni.A kutatók elkezdenék a genom kisebb szegmenseit írni, és hosszabb darabokra dolgozni. Ez végül elterjedt előnyökkel jár.
"A kézzelfogható termékek először lassan követhetők, de az olcsóbb és nagyobb léptékű DNS írásával a kutatók hatékonyabbá és átfogóbbá tehetik munkájukat, ami gyakorlatilag korlátlan potenciállal járna a közvetett termékek számára" - mondta Danielle Tullman Ercek Ph. D., a Berkeley Egyetem biokémiai mérnöke a Scientific American-nak.
További információ: Genomika és genetika - szorosabb megjelenés »
Szintetikus emberi genom használata
Lehetséges alkalmazások, amelyek ebből a projektből származhatnak, viszonylag normális és etikai szempontból vitathatóak.
Ezek a kísérleti projektek egyike az olyan "ultrasafe" sejtek létrehozása, amelyek rezisztensek a vírusok és a rák ellen.
Ezek lehetnek őssejtek formájában. Ezeket már tesztelték olyan terápiaként, mint a reumás ízületi gyulladás és a tüdőbetegségek.
Az őssejtek a betegség kezelésére dolgoznak, mert gyorsan szaporodhatnak. De ez egyben a rákos sejtek tulajdonsága is. Az őssejtterápiára vonatkozó egyik legfontosabb aggodalom az, hogy az őssejtek rákosodnak.
Ez elkerülhető úgy, hogy olyan őssejteket alakítanak ki, amelyeknél kevésbé valószínű a mutáció és a rák okozta szintetikus genom.
"Egy olyan szintetikus biológiai változat lenne előnyben részesítve, amely soha nem válik rákosává" - mondta Paul Freemont, Ph.D., a The Imperial College of Structural Biology részlegének vezetője.
Egy szintetikus genomot is lehetett használni egy másik állat genomjának módosítására. A "humanizált" sertésből származó szervek alkalmasabbak lehetnek az emberekbe történő átültetésre - kevésbé valószínű, hogy elutasítják a személy immunrendszere.
Egy kísérleti projekt még egy "referencia-genomot" is létrehoz, amely magában foglalja az összes gén legáltalánosabb változatát.
Ezt a génváltozatok egyenként történő tesztelésére lehet felhasználni, hogy megvizsgálják, hogyan befolyásolják a szervezet működését vagy a betegség kialakulását.
"Ezt az üres palástot, az emberiségnek ezt a sima joghurtját felhasználhatja a különbözõ génekbe, és rájönne: George University, Ph.D., a Harvard Egyetem genetika professzora elmondta az Új Tudósnak.
Tovább: Stem Cell Therapy for Rheumatoid Arthritis »
A szintetikus gén magas költsége
A csoport reméli, hogy projektjeiket ebben az évben 100 millió dolláros finanszírozással" állami, magán, filantropikus, iparági és akadémiai forrásokat a világ minden tájáról. „
Dr. Dr. Francis S. Collins, az Országos Egészségügyi Intézet (NIH) igazgatója elmondta, hogy az Egyesült Államok egyik legnagyobb finanszírozó ügynöksége, a NIH jelenleg nem tervezi az ilyen típusú projekt finanszírozását.
Egy nyilatkozatában Collins azt mondta, hogy az NIH "nem tartotta megfelelőnek az időnek a nagyszabású, termelésorientált" projekt finanszírozását, mint a javasolt.
A 10 éves projekt összköltsége valószínűleg hatalmas lesz, de a csoport arra számít, hogy kevesebbet költ, mint az első emberi genomprojektre fordított 3 milliárd dollár.
Néhány kutató elmondta a természetnek, hogy a projekt szükségtelenül központosítja az e területen tevékenykedő vállalatokban már megtett erőfeszítéseket.
Az egyéb kritikusok megkérdőjelezik, hogy a csoport által megadott előnyök igazolják-e a költségeket.
"Úgy gondolom, hogy a nagy genetikai szekvenciák készítéséhez szükséges eszközök fejlesztése fontos emberi cél. Egy teljesen új [emberi] genom létrehozása - ez egy másfajta projekt "- mondta Laurie Zoloth, Ph.D., a Northwestern Egyetem bioetikusa.
Annak megpróbálására, hogy megfékezze a tudósok új sztrájkversenyét, a csoport vezetője elmondta a Scientific Americannek, hogy a szintetikus genomot tartalmazó sejteket úgy tervezik meg, hogy ha valaha valaha teljes emberi lényre nőnek, nem képes reprodukálni.
"Nem próbálunk klónokat állítani, vagy új eugenetikai korszakot kezdeni" - mondta Jef Boeke, Ph.D., a NYU Langone Medical Center szintetikus biológusa. "Nem ez a terv. „
